一种装配式铝合金管混凝土组合构件节点及其施工方法

本发明属于铝合金管混凝土组合构件，涉及一种装配式铝合金管混凝土组合构件节点及其施工方法。

背景技术：

1、随着工程技术的发展，铝合金管混凝土组合结构作为一种创新型结构形式，其研究逐渐受到重视，并在桥梁、海洋钻井平台、高层建筑等领域得到广泛应用。在这些结构中，铝合金管混凝土框架结构节点是确保工程质量的关键环节。节点不仅是上下框架柱与框架梁的交叉结合点，也是结构抗震设计的核心区域。鉴于预制框架柱和预制框架梁均采用铝合金材料，如何实现铝合金管混凝土柱与铝合金管混凝土梁的有效安装，避免相互碰撞，并且确保结构的合理性，已成为当前研究亟待解决的重要问题。同时，这也是施工现场装配过程中急需克服的技术难题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种装配式铝合金管混凝土组合构件节点及其施工方法，该节点结构在确保连接质量的同时，有效地解决了由于铝合金材料无法进行传统焊接操作而导致的节点连接难题。

2、本发明提供一种装配式铝合金管混凝土组合构件节点，包括：上预制柱、下预制柱、中连接套筒、开孔内隔板、预埋件、左钢制铰、右钢制铰、左预制梁、右预制梁、左连接套筒和右连接套筒；

3、中连接套筒筒中位置设置开孔内隔板，上预制柱设置在开孔内隔板顶面，下预制柱设置在开孔内隔板底面；左预制梁被固定安装于左连接套筒的底部，右预制梁被固定安装于右连接套筒的底部；左连接套筒通过左钢制铰与中间连接套筒连接，右连接套筒通过右钢制铰与中间连接套筒连接；

4、所述上预制柱采用铝合金管混凝土组合结构，其铝合金外管的底部定位于开孔内隔板的顶面；所述下预制柱采用铝合金管混凝土组合结构，其铝合金外管的底部定位于开孔内隔板的底面；将预埋件分别与开孔内隔板顶面和底面进行焊接，通过开孔内隔板上的预留孔洞，上预制柱与下预制柱一同进行混凝土的浇筑。

5、本发明还提供一种装配式铝合金管混凝土组合构件节点的施工方法，包括以下步骤：

6、步骤一：预制中连接套筒，在钢板卷制的过程中将开孔内隔板焊接在第一套筒筒中的位置，并在开孔内隔板上下焊接预埋件，并将两个弧形钢板固定到第一套筒左右两侧；

7、步骤二：预制下预制柱，竖向起吊下预制柱的铝合金外管至第一套筒设计位置处，将下预制柱的铝合金外管安装就位；

8、步骤三：预制上预制柱，竖向起吊上预制柱的铝合金外管至第一套筒设计位置处，将上预制柱的铝合金外管安装就位；

9、步骤四：浇筑混凝土，通过开孔内隔板上的预留孔洞，上预制柱与下预制柱一同进行混凝土的浇筑；

10、步骤五：预制左预制梁，将左预制梁的铝合金外管装入左连接套筒内并与第二连接钢板顶面用角钢和自攻钉固定，在第二连接钢板的顶面焊接预埋件，以第二连接钢板顶面为浇筑面浇筑成型左预制梁；

11、步骤六：预制右预制梁，将右预制梁的铝合金外管装入右连接套筒内并与第三连接钢板顶面用角钢和自攻钉固定，在第三连接钢板的顶面焊接预埋件，以第三连接钢板顶面为浇筑面浇筑成型右预制梁；

12、步骤七：吊装左钢制铰，横向吊起左钢制铰对准第一套筒，使用螺栓将左销轴连接件与第一连接孔连接，并将左内加劲双钢板连接件焊接在弧形钢板上，完成左钢制铰与第一套筒的连接；

13、步骤八：吊装右钢制铰，横向起吊右钢制铰对准第一套筒，使用螺栓将右销轴连接件与第一连接孔连接，并将右内加劲双钢板连接件焊接与弧形钢板上，完成右钢制铰与第一套筒的连接。

14、步骤九：吊装左预制梁，横向吊起左预制梁使第二连接钢板对准左钢制铰，使用螺栓将左销轴连接件与预留的第二连接孔连接，并将左内加劲双钢板连接件焊接在第二连接钢板上，完成左钢制铰与第二套筒的连接；

15、步骤十：吊装右预制梁，横向吊起右预制梁使第三连接钢板对准右钢制铰，使用螺栓将右销轴连接件与预留的第三连接孔连接，将右内加劲双钢板连接件焊接在第三连接钢板上，完成右钢制铰与第三套筒的连接；

16、步骤十一：在左钢制铰、右钢制铰、左连接套筒、右连接套筒和中连接套筒区域安装模板，浇筑混凝土作为保护层，使得中连接套筒在节点部位受力相当于柱，左钢制铰、右钢制铰、左连接套筒和右连接套筒在节点部位受力相当于梁，而非仅是连接构件，拆模后完成施工。

17、本发明的一种装配式铝合金管混凝土组合构件节点及其施工方法，至少具有以下有益效果：

18、本发明的节点在中连接套筒的制造过程中，于套筒的中心位置焊接安装开孔内隔板。通过开孔内隔板对上、下铝合金管混凝土柱进行混凝土浇筑，以此确保节点连接的强度，并提升节点处的整体连接可靠性。钢制铰中的内加劲双钢板连接件作为减震耗能的构件，承担由弯矩分解后产生的拉(压)轴向力作用，其力学特性是装配耗能减震节点传力与塑性耗能的关键。内加劲双钢板连接件屈服后钢制铰可绕销轴旋转。销轴连接在节点中负责传递包括轴向力、剪力、弯矩、扭矩以及由振动和冲击荷载引起的额外应力，同时还必须适应温度变化引起的力，以确保结构的稳定性和安全性。预埋件是在建筑施工中使用的一种构件，在结构浇筑时被安置在混凝土内部，起到连接和固定的作用。

技术特征：

1.一种装配式铝合金管混凝土组合构件节点，其特征在于，包括：上预制柱、下预制柱、中连接套筒、开孔内隔板、预埋件、左钢制铰、右钢制铰、左预制梁、右预制梁、左连接套筒和右连接套筒；

2.如权利要求1所述的装配式铝合金管混凝土组合构件节点，其特征在于，所述中连接套筒包括第一套筒和两个弧形钢板，在第一套筒筒面的左右两侧分别设有多个第一连接孔；两个弧形钢板分别通过螺母和螺栓与第一套筒固定连接；

3.如权利要求2所述的装配式铝合金管混凝土组合构件节点，其特征在于，所述左预制梁采用铝合金管混凝土组合结构，其铝合金外管的底部预先放置于第二套筒的底部，并与第二连接钢板相连；在第二连接钢板的顶面焊接预埋件；所述右预制梁采用铝合金管混凝土组合结构，其中铝合金外管的底部预先放置于第三套筒的底部，并与第三连接钢板相连；在第三连接钢板的顶面焊接预埋件；在左预制梁和右预制梁的铝合金外管中浇铸有混凝土。

4.如权利要求2所述的装配式铝合金管混凝土组合构件节点，其特征在于，所述左钢制铰包括两个左内加劲双钢板连接件和左销轴连接件，左内加劲双钢板连接件的两侧通过焊接方式分别与第二连接钢板和左侧的弧形钢板连接；左销轴连接件通过螺栓与第二连接钢板上预留的第二连接孔和弧形钢板上预留的第一连接孔进行固定；

5.如权利要求4所述的装配式铝合金管混凝土组合构件节点，其特征在于，所述左销轴连接件由左销轴、左主耳板和左次耳板组成，左主耳板和左次耳板上的通孔对准后，通过左销轴插入孔并锁定；所述右销轴连接件由右销轴、右主耳板和右次耳板组成，主耳板和右次耳板上的通孔对准后，右销轴插入通孔并锁定。

6.如权利要求1所述的装配式铝合金管混凝土组合构件节点，其特征在于，第一套筒、第二套筒和第三套筒都是由钢材制成的圆筒形结构。

7.如权利要求1-6任意一项所述的装配式铝合金管混凝土组合构件节点的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明的装配式铝合金管混凝土组合构件节点，包括上预制柱、下预制柱、中连接套筒、预埋件、开孔内隔板、左钢制铰、右钢制铰、左预制梁、右预制梁、左连接套筒和右连接套筒。中连接套筒筒中位置设置开孔内隔板，上预制柱设置在开孔内隔板顶面，下预制柱设置在开孔内隔板底面，通过开孔内隔板上的预留孔洞，上预制柱与下预制柱一同进行混凝土的浇筑。左预制梁安装于左连接套筒内，右预制梁安装于右侧连接套筒内。通过左钢制铰和右钢制铰，左连接套筒与右连接套筒与中间连接套筒连接。在节点区域浇筑混凝土。本发明的节点连接结构可靠，有效解决了铝合金管混凝土无法焊接的问题。此外，所述施工方法提高了施工效率并确保了施工质量。技术研发人员：李兵,李松霖,张正涛,周博,闫煦,陈珍珍,张鼎健,柴源受保护的技术使用者：沈阳建筑大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11